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存储芯片、AI时代非存储芯片出口皆不振……“半导体强国”韩国亮起红灯

半导体地缘经济学,芯片霸主的博弈

受困于存储芯片中的韩国
830亿美元(2018年)vs 429亿美元(2023年)

2023年2月,三星电子会长李在镕(左三)来到三星电子天安园区,检查半导体包装生产线。 (图片来源:三星电子)

5年来,韩国存储芯片出口额减少了一半,特别是最近两年,每年出口额减少率达到两位数。以三星电子和SK海力士为中心的国内半导体公司在世界存储芯片市场的占有率在10多年来一直保持着60%左右的垄断地位,但出口额却出现了剧变。专家们评价称,过去两年随着行业的发展,以存储芯片为中心的国内半导体产业结构存在明显的弱点。

在相对稳定增长的非存储芯片半导体市场,韩国的影响力微乎其微。从产业研究院的资料来看,各国及地区的非存储芯片市场占有率中,(以销售额为准)韩国为3.3%,落后于台湾(10.3%)、日本(9.2%)、中国(6.5%),而半导体设计领域强大的美国占54.5%。在全球半导体市场,存储芯片占比为23.88%(市场规模187万亿韩元),非存储芯片占比为76.12%(593万亿韩元)。也就是说,只有在小市场上,韩国才有强烈的存在感。 

难以通过非存储芯片扩大业务 

半导体强国亮起了警灯,这与引领韩国半导体产业的三星电子的状况相吻合。特别是,三星电子在存储芯片领域的竞争力也受到了威胁,三星电子半导体事业部(DS)内外甚至出现了“四面楚歌”的情况。

三星通过大规模投资迅速抢占通用半导体市场的战略,未能很好地应对近乎定制生产的人工智能(AI)时代的新半导体格局。代表性事例是属于主力产品DRAM范畴内的高带宽存储芯片(HBM)。作为用于人工智能服务器的图形处理器(GPU)的必备产品,HBM从去年开始因ChatGPT热潮等需求急剧增加,但三星电子从第四代HBM3开始因封装相关技术问题未能向图形处理器龙头公司NVIDIA供应,而位于三星之后的SK海力士实际上垄断了供应。

Eugene投资证券研究中心负责人李胜宇(音)表示,“进入人工智能时代后,通用半导体DRAM的封装等客户定制技术也变得越来越重要,但三星的竞争力正在下降。不仅是HBM,双数据速率(DDR)也存在技术力问题,以前在三星内部不曾看到过的危机正在扩大”。

三星2019年解散HBM开发团队,被认为是三星未能正确预测未来动向。一位不愿透露姓名的半导体业界相关人士表示,“连HBM2产品都占据市场优势的三星在2019年以收益性得不到保障为由解散了HBM开发团队。虽然当时是为了应对下降局面而不得不做出的选择,但没能预见到未来的短期战略给人工智能半导体市场初期带来了苦果”。

三星虽然在非存储芯片领域进行了多年挑战,但还是远远落后于竞争者。在生产非存储芯片半导体的代工(半导体委托生产)市场,排名第一的台湾台积电有苹果、英伟达、AMD等大型客户公司,巩固了第一的地位。相反,没有听说过三星电子有关大型客户的消息。三星电子通过生产用于自家家电及智能手机的芯片,以及分散接受集中在台积电的物量,守住了第二的位置。最近,美国英特尔再次进军代工业务,威胁要挤掉三星,跃居第二。从市场调研机构TrendForce的调查结果来看,去年第四季度在全球代工市场台积电的占有率为61.2%,三星电子为11.3%。与前一季度相比,三星的占有率减少了1.1个百分点,台积电的占有率又增加了3.3个百分点,差距不断扩大。

李胜宇解释称:“三星从3纳米开始率先引进的GAA工程中,由于收率下降,无法获得顾客的信赖”。市场普遍认为,如果按照这种趋势发展下去,三星电子会长李在镕表示到2030年将投资133万亿韩元、在系统半导体(设计+代工)领域排名第一的目标可能很难实现。

在充当智能手机大脑的系统半导体AP领域,三星2018年将市场占有率提高到16.3%(全球第二),去年再次降至7.6%(第三),从2015年2.4%开始增长的趋势已经出现了倒退。

三星电子平泽二号生产线全景。(图片来源:三星电子)

产业政策竞争的时代 

为了本国的安全而利用经济手段的所谓“地缘经济学”时代的到来,给包括三星电子在内的韩国半导体产业带来了另一个挑战。特别是主要国家和产业竞相进军的人工智能产业的扩大,掀起了半导体“热潮”。生成型人工智能、自动驾驶、设备端人工智能等的同时发展,这也导致相对应的半导体需求暴增。

SK证券研究中心主任崔度妍(音)表示,“Open AI首席执行官萨姆·奥尔特曼为构建人工智能芯片供应链筹集天文数字般资金的计划意味着人工智能产业面临巨大规模的附加价值。亚马逊和谷歌等平台企业为了提供个性化的人工智能服务,试图自行设计芯片,这可能会引向向SK海力士(定制型存储芯片)、三星电子(代工及存储芯片)订购芯片的需求”。

三星电子代工厂也在准备秘密武器。三星从3纳米开始首先采用了GAA工艺,因此可以在与从2纳米开始采用GAA的台积电的收率竞争中占据优势。KB证券研究员金东元(音)表示,“三星将从2纳米开始适用第三代GAA,与台积电的第一代GAA工程相比,预计性能和电力效率将更优。从2纳米开始,三星半导体工程的订单将增加,因此可以与台积电展开平等的技术竞争”。

美国的半导体设备出口管制也阻碍了中国先进技术的开发。在中国政府提出“半导体崛起”口号并向向本国企业倾注巨额资金,追赶韩国企业的情况下,设备出口管制为三星和SK海力士与中国企业拉开技术差距创造了时间。

对此,韩国政府提出了到2047年在京畿南部建设世界最大规模半导体园区的蓝图。三星电子和SK海力士计划投资622万亿韩元,政府将提供税制优惠和水电等基础设施建设、人才培养等。政府去年将半导体投资税额扣除扩大到25%,今年半导体支援预算(1.3万亿韩元)比去年增加了2倍以上。也就是说,如果与发展到存储芯片第一位的企业的潜力相结合,在“芯片战”中不会落后。

只是外部因素随时都有可能再次对韩国造成影响。因为随着美国、日本、中国、台湾等主要半导体国家及地区战略性地加入了半导体工厂竞争,今后2~3年内的半导体市场情况变得难以琢磨。从国际半导体设备与材料协会(SMIE)调查的2022年至2026年将建成的各国制造12英寸(300毫米)晶片的先进工厂数量来看,中国有25个,美国有14个,台湾有13个,欧盟(包括以色列)有9个,日本有8个。对外经济政策研究院高级研究委员郑衡坤表示,“半导体主要生产国正在通过政府支援推进以本国为中心的半导体生态系统建设政策,韩国半导体产业的竞争力和地位可能会减弱”。

西江大学系统半导体工程系教授范镇旭表示,“半导体产业的投资正在不断扩大,到了令人担忧投资过度的程度,两三年后竞争可能会再次加剧”,“展望未来时要考虑到美国启动新工厂时,可能会导致国内半导体人才大量流失以及供应过剩问题,对此应做好准备”。

玉基源 记者 金会昇 记者

韩語原文: https://www.hani.co.kr/arti/economy/marketing/1133405.html

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